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地质雷达在隧道检测中的应用及图像分析地质雷达在隧道检测中的应用及图像分析摘要地质雷达是目前隧道质量检测中使用最为广泛的一种地球物理探测技术，利用地质雷达对隧道的衬砌厚度、衬砌背后空洞以及钢筋、初支钢架分布等情况进行检测早已成为控制其工程质量的一项重要手段和方法。本文对地质雷达技术在隧道检测中的应用进行了介绍，并对典型的雷达图像进行了分析。【关键词】地质雷达；隧道工程；检测；分析中图分类号：U4563文献标识码：A文章编号：0引言随着国家近几年对交通事业的大力投入，尤其是近几年铁路行业的跨越式发展，大量的高铁、客专、重载铁路项目不断开工建设，我国隧道的数量和长度也在迅速增长。但是在建设的过程中，存在的种种质量问题也是我们不容忽视的。目前隧道开挖主要采用的是钻爆法，爆破效果控制不好，就容易出现超挖或者欠挖的现象，这样就给后续的隧道二衬施工造成一定的难度，也容易出现质量问题，不是衬砌内存在较大空洞就是二衬厚度无法满足设计要求。另外，隧道施工时，往往也存在人为造成的质量问题，如：初支背后放置石棉网，不按设计要求设置衬砌钢筋和初支钢拱架等。这些质量问题如果不及时发现将会给施工和营运安全带来严重的隐患。所以，采用地质雷达对隧道衬砌进行检测就成为控制其工程质量的不可缺少的重要手段和方法。1地质雷达工作原理地质雷达工作原理可以简述为：发射天线将高频电磁波以宽频带脉冲形式发射出来，经目标体反射或透射，再被接收天线所接收。高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随着介质的电性质及集合形态的改变而变化。因此通过对时域波形的采集、处理和分析，就可确定地下界面或
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者目标体的空间位置和结构形态。地质雷达具有无损性、高效率、连续检测等特点，特别适合于隧道衬砌质量的检测。检测时，发射天线（T）和接收天线（R）以固定间距沿测线同步移动，其结果可用地质雷达时间剖面图表示，其中横坐标记录了天线所在测线的位置，纵坐标为反射波双程走时，表示雷达脉冲从发射天线出发经电介质界面反射回到接收天线所需的时间，这种记录能准确描述测线下方各反射界面的形态（图1、图2）。
图1电磁波遇到目标体反射示意图图2地质雷达时间剖面图电磁波由地面向下发射，再经反射回到地面，行程时间为：式中：z为反射界面深度；v为电磁波在介质中的传播r